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[摘 要]沧州支线压力箱涵是河北省南水北调配套工程石津干渠工程的重要组成部分，主要供水对象衡水市、沧州市以及干渠沿线周边县（市）。
[关键词]南水北调；配套工程；压力箱涵
中图分类号：U449.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0326-01
1 概述
石津干渠是河北省南水北调配套工程跨市干渠工程之一，主要供水对象为石家庄市、衡水市、沧州市以及干渠沿线各县和大浪淀水库、衡水湖周边县（市），沧州支线压力箱涵为石津干渠的重要组成部分。箱涵起始樁号为120+430，终点桩号210+366.499，途径衡水和沧州两地区，线路总长89.944km。供水目标包括衡水市的武强、阜城、景县以及沧州市的交河、东光、吴桥、泊头和青县，并最终输水到大浪淀水库。箱涵进口至武强节制闸流量为17m3/s，武强节制闸至阜城分水口为14m3/s，阜城分水口至箱涵出口为13m3/s，箱涵为两孔一联的钢筋混凝土箱型结构。
2 设计依据
2.1 工程等别及建筑物级别
根据《调水工程设计导则》（SL430-2008），工程等别按供水对象重要性、引水流量和年引水量三个指标确定。输水箱涵最大引水流量为17m3/s，介于50～10 m3/s之间，工程等别为Ⅱ等；年引水量介于10～3亿 m3之间，工程等别为Ⅱ等；城市供水对象包括沧州市和大浪淀水库，属重要供水对象，工程等别为Ⅱ等，由此确定输水箱涵段工程等别为Ⅱ等，主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级。
2.2 洪水标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《调水工程设计导则》（SL430-2008），主要建筑物的设计洪水标准为50～30年一遇，校核洪水标准为200～100年一遇。考虑供水工程的重要性，确定主要建筑物的设计洪水标准为50年一遇，滏阳新河校核洪水标准为“63.8”洪水，其余河道校核洪水标准为100年一遇。
2.3 地震设计烈度
沧州支线压力箱涵段深州、武强县、泊头市地震动峰值加速度0.10g，根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97），主要建筑物的地震设计烈度为7度；武邑县、南皮县地震动峰值加速度0.05g，主要建筑物的地震设计烈度为6度。
3 工程布置及建筑物
3.1 工程布置
沧州支线压力箱涵除输水箱涵外涉及的其他建筑物工程主要包括：进口检修闸、武强节制闸、出口工作闸、退水检修连通闸、分水口和保水堰以及箱涵穿河倒虹吸、公路交叉工程、铁路交叉工程和涵渠交叉工程。共布设各类建筑物42座，其中进口检修闸1座，出口工作闸1座，武强节制闸1座，保水堰1座，防洪闸4座，退水检修闸2座，城市分水口6座，农业分水口9座，河涵倒虹吸7座，涵渠交叉工程4座，公路交叉工程5座，铁路交叉工程1座。
箱涵沿线约2km设一排气井，兼做箱涵检修时的检修井，为检修维护方便，尽量结合现有道路不设，全线排气井共56处。
根据地形条件和交叉河流的分布情况，箱涵沿线共设排水系统27处，对称布置在箱涵的两侧，排水系统主要由排水管道和排水阀井组成。
3.2 压力箱涵输水控制设计
输水箱涵在设计流量下为有压流输水，要保证小于设计流量输水时仍为有压流，避免流量变化时造成明满流交替，则应采用输水箱涵水位控制措施。本工程箱涵段长89.944km，水头差11.72m，若采用末端单一节制闸控制，当箱涵停水或小流量供水时箱涵压力线接近水平，会造成输水箱涵后段水头较高，箱涵设计压力增大。
为了降低箱涵内压，且保证小流量时涵内有压流态，箱涵进口设检修闸用于箱涵检修，武强节制闸用于控制进入箱涵的流量和农业灌溉水位；中间设保水堰保证在停水和小流量情况下保持保水堰上游箱涵处于有压状态；箱涵出口设节制闸，用于控制保水堰至箱涵末端段的箱涵处于有压状态。
3.3 输水箱涵
输水箱涵起始桩号120+430，终止桩号210+368.499，线路总长89.944km，其中箱涵长81.823km。输水箱涵主要由进口段、箱涵管身段和出口段三部分组成。
3.3.1 进口段
沧州支线压力箱涵进口与大田南干连接，为了防止冰期输水流冰对建筑物安全的影响，在进口检修闸前布设了2道拦冰设施，以保流冰期不进箱涵。
进口段由进口渐变段、进口检修闸和出口渐变段三部分组成，全长68m。进口渐变段为进水池与大田南干的连接段长41m；进口检修闸长12m为涵洞式水闸，闸室为2孔一联的钢筋混凝土整体结构，单孔孔口尺寸3.4×3.5m（宽×高），闸室设检修闸门，闸门采用直升式平面钢闸门，启闭设备为卷扬启闭机；为拦截污物，闸前每孔均设一道拦污栅，清污设备为回转式清污机。出口渐变段长15m，底高程14.57～12.85m，箱涵顶板和侧墙0.55m，底板0.6m，中墙1.1～0.5m。
3.3.2 箱涵管身段
（1） 横断面
箱涵管身为两孔一联的钢筋混凝土箱型结构，箱涵进口至武强节制闸孔口尺寸3.4×3.5m（宽×高）；武强节制闸至阜城分水口孔口尺寸3.3×3.3m（宽×高）；阜城分水口至箱涵出口孔口尺寸3.0×3.3m（宽×高）。箱涵进口至武强节制闸一般段管身顶板和侧墙0.55m，底板0.6m，中墙0.5m；武强节制闸至阜城分水口一般段管身顶板和侧墙0.5m，底板0.55m，中墙0.45m；穿河倒虹吸段管身顶板和侧墙0.55m、底板0.6m、中墙0.5m。阜城分水口至箱涵出口一般段管身顶板和侧墙0.45m，底板0.50m，中墙0.40m；穿河倒虹吸段管身顶板和侧墙0.50m、底板0.55m、中墙0.45m。 （2） 纵断面
箱涵线路大部分为耕地，为避免输水水温引起周围土体温度变化，造成对农作物的不良影响，一般埋深不小于2.0m。穿河段满足河道规划、通航及冲刷要求。
3.3.3 出口段
出口段由進口渐变段、出口节制闸、出口渐变段、出口涵洞和出口连接段五部分组成，全长82.05m。
（1）出口节制闸
出口节制闸长12m为涵洞式水闸。闸室为2孔一联的钢筋混凝土整体结构，单孔孔口尺寸3.0×3.3m（宽×高），闸室设检修闸门和工作闸门，闸门均采用平面钢闸门，启闭设备为卷扬式启闭机。
（2）箱涵渐变段
节制闸上游接2孔长10m的箱涵渐变段，边墙、顶板厚度为0.5m，底板厚度为0.55m，中墙厚0.45～1.0m。
节制闸下游接2孔长10m的箱涵渐变段和10m的涵洞。箱涵进口底高程3.4m，出口底高程4.4m，纵坡1：20，边墙、顶板厚度为0.5m，底板厚度为0.55m，中墙厚1.0～0.45m。
（3）出口连接段
出口扩散段长12.0m，.两侧采用八字斜降墙与下游渠道连接，扩散角为12°。翼墙与底板采用整体式钢筋混凝土结构，最大墙高6.0m。
3.4 穿越建筑物
沧州支线压力箱涵沿线穿越河道7条，渠道4条，高等级公路5条，铁路1条，穿越河道和渠道采用倒虹吸形式，穿越公路和铁路采用箱涵顶进形式。
4 结语
南水北调工程是一项跨省市、跨流域的特大型调水工程。工程的实施将有利于解决北方地区水资源短缺问题，改变北方严重缺水的状况；有利于提高沿线地区的供水能力，保障经济社会发展对水资源的需求；有利于逐步改善受水区的生态环境，促进经济社会协调发展和可持续发展。建设南水北调工程是党中央、国务院根据我国经济社会发展需要做出的重大决策。
参考规范
[1] 《水利水电工程初步设计报告编制规程》（SL619-2013）；
[2] 《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；
[3] 《调水工程设计导则》（SL430-2008）；
[4] 《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）；
[关键词]南水北调；配套工程；压力箱涵
中图分类号：U449.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0326-01
1 概述
石津干渠是河北省南水北调配套工程跨市干渠工程之一，主要供水对象为石家庄市、衡水市、沧州市以及干渠沿线各县和大浪淀水库、衡水湖周边县（市），沧州支线压力箱涵为石津干渠的重要组成部分。箱涵起始樁号为120+430，终点桩号210+366.499，途径衡水和沧州两地区，线路总长89.944km。供水目标包括衡水市的武强、阜城、景县以及沧州市的交河、东光、吴桥、泊头和青县，并最终输水到大浪淀水库。箱涵进口至武强节制闸流量为17m3/s，武强节制闸至阜城分水口为14m3/s，阜城分水口至箱涵出口为13m3/s，箱涵为两孔一联的钢筋混凝土箱型结构。
2 设计依据
2.1 工程等别及建筑物级别
根据《调水工程设计导则》（SL430-2008），工程等别按供水对象重要性、引水流量和年引水量三个指标确定。输水箱涵最大引水流量为17m3/s，介于50～10 m3/s之间，工程等别为Ⅱ等；年引水量介于10～3亿 m3之间，工程等别为Ⅱ等；城市供水对象包括沧州市和大浪淀水库，属重要供水对象，工程等别为Ⅱ等，由此确定输水箱涵段工程等别为Ⅱ等，主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级。
2.2 洪水标准
根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《调水工程设计导则》（SL430-2008），主要建筑物的设计洪水标准为50～30年一遇，校核洪水标准为200～100年一遇。考虑供水工程的重要性，确定主要建筑物的设计洪水标准为50年一遇，滏阳新河校核洪水标准为“63.8”洪水，其余河道校核洪水标准为100年一遇。
2.3 地震设计烈度
沧州支线压力箱涵段深州、武强县、泊头市地震动峰值加速度0.10g，根据《水工建筑物抗震设计规范》（SL203-97），主要建筑物的地震设计烈度为7度；武邑县、南皮县地震动峰值加速度0.05g，主要建筑物的地震设计烈度为6度。
3 工程布置及建筑物
3.1 工程布置
沧州支线压力箱涵除输水箱涵外涉及的其他建筑物工程主要包括：进口检修闸、武强节制闸、出口工作闸、退水检修连通闸、分水口和保水堰以及箱涵穿河倒虹吸、公路交叉工程、铁路交叉工程和涵渠交叉工程。共布设各类建筑物42座，其中进口检修闸1座，出口工作闸1座，武强节制闸1座，保水堰1座，防洪闸4座，退水检修闸2座，城市分水口6座，农业分水口9座，河涵倒虹吸7座，涵渠交叉工程4座，公路交叉工程5座，铁路交叉工程1座。
箱涵沿线约2km设一排气井，兼做箱涵检修时的检修井，为检修维护方便，尽量结合现有道路不设，全线排气井共56处。
根据地形条件和交叉河流的分布情况，箱涵沿线共设排水系统27处，对称布置在箱涵的两侧，排水系统主要由排水管道和排水阀井组成。
3.2 压力箱涵输水控制设计
输水箱涵在设计流量下为有压流输水，要保证小于设计流量输水时仍为有压流，避免流量变化时造成明满流交替，则应采用输水箱涵水位控制措施。本工程箱涵段长89.944km，水头差11.72m，若采用末端单一节制闸控制，当箱涵停水或小流量供水时箱涵压力线接近水平，会造成输水箱涵后段水头较高，箱涵设计压力增大。
为了降低箱涵内压，且保证小流量时涵内有压流态，箱涵进口设检修闸用于箱涵检修，武强节制闸用于控制进入箱涵的流量和农业灌溉水位；中间设保水堰保证在停水和小流量情况下保持保水堰上游箱涵处于有压状态；箱涵出口设节制闸，用于控制保水堰至箱涵末端段的箱涵处于有压状态。
3.3 输水箱涵
输水箱涵起始桩号120+430，终止桩号210+368.499，线路总长89.944km，其中箱涵长81.823km。输水箱涵主要由进口段、箱涵管身段和出口段三部分组成。
3.3.1 进口段
沧州支线压力箱涵进口与大田南干连接，为了防止冰期输水流冰对建筑物安全的影响，在进口检修闸前布设了2道拦冰设施，以保流冰期不进箱涵。
进口段由进口渐变段、进口检修闸和出口渐变段三部分组成，全长68m。进口渐变段为进水池与大田南干的连接段长41m；进口检修闸长12m为涵洞式水闸，闸室为2孔一联的钢筋混凝土整体结构，单孔孔口尺寸3.4×3.5m（宽×高），闸室设检修闸门，闸门采用直升式平面钢闸门，启闭设备为卷扬启闭机；为拦截污物，闸前每孔均设一道拦污栅，清污设备为回转式清污机。出口渐变段长15m，底高程14.57～12.85m，箱涵顶板和侧墙0.55m，底板0.6m，中墙1.1～0.5m。
3.3.2 箱涵管身段
（1） 横断面
箱涵管身为两孔一联的钢筋混凝土箱型结构，箱涵进口至武强节制闸孔口尺寸3.4×3.5m（宽×高）；武强节制闸至阜城分水口孔口尺寸3.3×3.3m（宽×高）；阜城分水口至箱涵出口孔口尺寸3.0×3.3m（宽×高）。箱涵进口至武强节制闸一般段管身顶板和侧墙0.55m，底板0.6m，中墙0.5m；武强节制闸至阜城分水口一般段管身顶板和侧墙0.5m，底板0.55m，中墙0.45m；穿河倒虹吸段管身顶板和侧墙0.55m、底板0.6m、中墙0.5m。阜城分水口至箱涵出口一般段管身顶板和侧墙0.45m，底板0.50m，中墙0.40m；穿河倒虹吸段管身顶板和侧墙0.50m、底板0.55m、中墙0.45m。 （2） 纵断面
箱涵线路大部分为耕地，为避免输水水温引起周围土体温度变化，造成对农作物的不良影响，一般埋深不小于2.0m。穿河段满足河道规划、通航及冲刷要求。
3.3.3 出口段
出口段由進口渐变段、出口节制闸、出口渐变段、出口涵洞和出口连接段五部分组成，全长82.05m。
（1）出口节制闸
出口节制闸长12m为涵洞式水闸。闸室为2孔一联的钢筋混凝土整体结构，单孔孔口尺寸3.0×3.3m（宽×高），闸室设检修闸门和工作闸门，闸门均采用平面钢闸门，启闭设备为卷扬式启闭机。
（2）箱涵渐变段
节制闸上游接2孔长10m的箱涵渐变段，边墙、顶板厚度为0.5m，底板厚度为0.55m，中墙厚0.45～1.0m。
节制闸下游接2孔长10m的箱涵渐变段和10m的涵洞。箱涵进口底高程3.4m，出口底高程4.4m，纵坡1：20，边墙、顶板厚度为0.5m，底板厚度为0.55m，中墙厚1.0～0.45m。
（3）出口连接段
出口扩散段长12.0m，.两侧采用八字斜降墙与下游渠道连接，扩散角为12°。翼墙与底板采用整体式钢筋混凝土结构，最大墙高6.0m。
3.4 穿越建筑物
沧州支线压力箱涵沿线穿越河道7条，渠道4条，高等级公路5条，铁路1条，穿越河道和渠道采用倒虹吸形式，穿越公路和铁路采用箱涵顶进形式。
4 结语
南水北调工程是一项跨省市、跨流域的特大型调水工程。工程的实施将有利于解决北方地区水资源短缺问题，改变北方严重缺水的状况；有利于提高沿线地区的供水能力，保障经济社会发展对水资源的需求；有利于逐步改善受水区的生态环境，促进经济社会协调发展和可持续发展。建设南水北调工程是党中央、国务院根据我国经济社会发展需要做出的重大决策。
参考规范
[1] 《水利水电工程初步设计报告编制规程》（SL619-2013）；
[2] 《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）；
[3] 《调水工程设计导则》（SL430-2008）；
[4] 《水工混凝土结构设计规范》（SL191-2008）；